KR100806023B1

KR100806023B1 - 현미경 장치

Info

Publication number: KR100806023B1
Application number: KR1020017014840A
Authority: KR
Inventors: 무라카미가츠지; 간자키가즈히로; 오노쥰이치
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2008-02-26
Also published as: KR20020001892A; WO2001071406A1; TW554177B; AU4277601A; CN1365451A; CN1304866C; US20020071175A1; JP4834272B2; US6657781B2

Abstract

본 발명은 현미경유닛에 관한 것으로서,

복수의 다른 검경 방식에 관련되는 각종 광학유닛과, 적어도 1개의 대물렌즈를 장착한 대물렌즈용 교환기와, 이 대물렌즈용 교환기를 광축방향으로 이동시켜서 광축상에 선택적으로 삽입된 상기 대물렌즈의 초점을 맞추는 초점 맞춤기구와, 조명광원을 갖고, 상기 각종 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤기구의 개개에 구비된 전동제어 가능한 전동액튜에이터와, 상기 각종 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤기구를 일체로 조합하는 1개의 현미경 경통과, 이 현미경 경통에 설치되어 각종 검사장치의 지지부에 대해서 착탈 가능한 부착부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

광학유닛, 대물렌즈용 교환기, 초점 맞춤기구, 조명광원, 전동액튜에이터

Description

현미경 장치{MICROSCOPE UNIT}

본 발명은 현미경 장치에 관한 것이다.

종래의 현미경은 독립적 장치로서 명시야관찰을 비롯하여 암시야관찰, 미분간섭관찰 등의 각종 검경 방식에 의한 관찰을 실시하는 것이 가능하였다. 그러나 이 종류의 현미경은 독립적인 구조를 이루고 있으며, 다른 임의의 장치, 예를 들면 기판검사장치 등에 대하여 착탈할 수는 없다. 즉 종래의 현미경은 독립적인 장치로 사용될 뿐으로, 다른 장치에 적용할 수 없어서 범용성이 결핍된다는 문제가 있다. 또 종래의 현미경에서는 다른 검경 방식으로 관찰을 실시하는 경우 광학소자를 수작업으로 착탈하지 않으면 안되어서 번잡한 조작을 실시하지 않으면 안된다.

본 발명의 목적은 소망의 장소에 착탈 자유롭게 하는 것으로 범용성을 갖고, 또 검경 방식의 변경을 자동으로 실시할 수 있는 현미경 장치 또는 유닛을 제공하는 것에 있다.

(1) 본 발명의 현미경유닛은 명시야관찰법, 암시야관찰법, 편광관찰법 및 미분간섭관찰법의 복수의 다른 검경 방식으로, 선택적으로 전환가능한 편광자 삽입이탈부, 명시야/암시야 전환부, 노말스키(Nomarsky) 조정부 및 검광자 삽입이탈부를 포함하는 광학유닛과, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤기구(focusing Mechanism)의 개개에 구비된 전동제어 가능한 전동액튜에이터와, 상기 각종 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤기구를 일체로 조합하는 1개의 현미경 경통과, 이 현미경 경통에 설치되어 각종 검사장치의 지지부에 대해서 착탈 가능한 부착부를 구비하고 있다.

(2) 본 발명의 현미경유닛은, 또한 상기 각종 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤기구에 설치된 각 전동액튜에이터를 제어하는 제어부를 구비하고 있다.

(3) 본 발명의 현미경유닛의 제어부는 조작부로부터 지시된 검경 방식에 따라서 상기 각종 광학유닛의 각 전동액튜에이터를 제어한다.

(4) 본 발명의 현미경유닛의, 상기 복수의 검경 방식은 명시야관찰법, 암시야관찰법, 편광관찰법 및 미분간섭관찰법의 적어도 2가지의 검경 방식을 포함한다.

(5) 또한 본 발명의 현미경유닛의 상기 각종 광학유닛은 ND필터를 구비한 ND필터조정부, 개구조리개를 구비한 개구조리개조정부, 시야조리개를 구비한 시야조리개조정부, 편광자를 구비한 편광자삽입이탈부, 명시야큐브와 암시야큐브를 구비한 명시야/암시야전환부, 노멀스키(Nomalski)프리즘을 구비한 노멀스키 조정부 및 검광자를 구비한 검광자삽입이탈부를 포함한다.

(6) 또한, 본 발명의 현미경유닛의 상기 현미경 경통에는 상기 대물렌즈용 교환기에 장착된 미크로관찰용의 대물렌즈의 광축에 대하여 평행을 이루고, 또한 소정 거리만큼 거리를 두고 배치된 매크로(macro)관찰용의 대물렌즈를 구비하며, 또한 미크로(micro)관찰의 광로와 해당 미크로관찰의 광로로부터 분할된 매크로관찰의 광로의 전환을 실시하는 전동 가능한 셔터전환부를 구비하고 있다.
(7) 본 발명의 현미경유닛의 상기 초점 맞춤기구는, 상기 제어부에 의한 상기 전동액튜에이터의 구동에 의해 회전하는 볼나사와, 상기 볼나사의 회전에 의해 이동하는 직선 구동부재와, 상기 직선 구동부재의 이동에 의해 회전운동하는 링크부재와, 상기 링크부재의 회전운동에 의해 상하방향으로 이동하는 초점 맞춤슬라이더를 구비하고 있다.
(8) 본 발명의 현미경유닛의 상기 셔터전환부는, 전동액튜에이터와, 각각이 투과구멍을 갖는 2개의 차폐판에 의해 L자형상으로 형성된 셔터와, 상기 셔터를 그 긴쪽방향으로 안내하는 안내부재를 구비하고, 상기 제어부에 의한 상기 전동액튜에이터의 구동제어에 의해 상기 셔터가 상기 안내부재를 따라 이동함으로써, 상기 미크로관찰의 광로와 상기 매크로관찰의 광로의 한쪽을 선택적으로 차폐한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛이 적용되는 기판검사장치의 구성을 나타내는 측면도.

도 2는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 구성을 나타내는 도면.

도 3A는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 구성을 나타내는 상면도.

도 3B는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 구성을 나타내는 단면도.

도 3C는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 구성을 나타내는 측면도.

도 4A, 도 4B는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛에 대한 램프의 배치의 변형예를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 실시형태에 관련되는 ND필터조정부의 기본기구도.

도 6은 본 발명의 실시형태에 관련되는 AS조정부의 기본기구도.

도 7은 본 발명의 실시형태에 관련되는 FS조정부의 기본기구도.

도 8은 본 발명의 실시형태에 관련되는 편광자삽입이탈부의 기본기구도.

도 9는 본 발명의 실시형태에 관련되는 명시야/암시야전환부의 기본기구도.

도 10은 본 발명의 실시형태에 관련되는 셔터전환부의 기본기구도.

도 11은 본 발명의 실시형태에 관련되는 노멀스키조정부의 기본구성도.

도 12는 본 발명의 실시형태에 관련되는 조작부의 구성을 나타내는 도면.

도 13, 도 14는 본 발명의 실시형태에 관련되는 검경 방식에 대한 각 광학유닛의 상태를 나타내는 도면.

도 15는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 제 1 응용예를 나타내는 도면.

도 16은 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 제 2 응용예를 나타내는 도면.

도 17은 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 제 3 응용예를 나타내는 도면.

도 18은 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 제 4 응용예를 나타내는 도면.

도 19는 본 발명의 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 제 5 응용예를 나타내는 도면.

도 20A, 도 20B는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 현미경시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 현미경유닛 2: 조작부(핸드스위치부)

3: 부착부 4: CCD카메라

5: 모니터텔레비젼 8: 투과유닛

10: 제어부 11: 조명용 광원

12, 16: 렌즈계 13: ND필터조정부

14: AS조정부 15: FS조정부

17: 편광자삽입이탈부 18: 명시야/암시야전환부

19: 셔터전환부 20: 전동교환기

21, 32: 대물렌즈 22: 노멀스키조정부

23: 검광자삽입이탈부 24: 교환기구동부

25: 초점 맞춤구동부 26: 오토포커스제어부

103: 피검사기판 105: 현미경유닛지지부

31, 112: 미러 177: 편광자

192: 차폐판 223: 볼나사

224: 노멀스키프리즘 226: 서포트유닛

234: 검광자 257, 260: 축받이

261: 초점 맞춤슬라이더 300: 접안경통

301: 가대 303: 문기둥아암

이하 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 현미경유닛이 적용되는 기판검사장치의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 1에 있어서, 장치본체(101)상에는 홀더(102)가 설치되어 있으며, 이 홀더(102)에는 피검사기판(103)이 재치홀딩되어 있다. 피검사기판(103)은 액정디스플레이(LCD) 등의 플랫디스플레이(FPD)에 이용되는 유리기판, 반도체웨이퍼기판, 프린트기판 등으로 이루어진다.

장치본체(101)상에는 홀더(102)의 양측가장자리를 따라서 Y축방향으로 한쌍의 가이드레일(104, 104)이 평행하게 배치되어 있다. 또 홀더(102)의 위쪽에는 이 홀더(102)를 걸치도록 문기둥형의 현미경유닛지지부(105)가 배치되어 있다. 이 현미경유닛지지부(105)는 가이드레일(104, 104)을 따라서 피검사기판(103) 위쪽, 즉 수평인 상태로 홀딩된 홀더(102) 위쪽을 Y축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

현미경유닛지지부(105)에는 현미경유닛(1)이 현미경유닛지지부(105)의 이동방향(Y축방향)에 대하여 직교하는 방향(X축방향)으로 도시하지 않는 가이드레일을 따라서 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한 현미경유닛(1)은 각종 피검사기판을 미크로적으로 관찰, 검사, 또는 측정하는 각종 기판검사장치에 있어서, 이들 장치의 베이스에 대하여 이동 가능하게 홀딩, 또는 고정된 지지부 등의 소망의 장소에 대하여 착탈 자유로운 구조를 갖고 있다.

도 2는 본 제 1 실시형태에 관련되는 현미경유닛의 구성을 나타내는 도면이다. 현미경유닛(1)은 각종 검경 방식(관찰법)을 위한 조명계 및 관찰광학계를 구성하는 광학유닛이 현미경 경통(100)에 일체적으로 탑재되어 있다. 현미경유닛(1)에는 조작부(핸드스위치부)(2)가 접속되어 있다. 또 현미경유닛(1)에는 대물렌즈(21)를 복수 장착한 교환기(20)가 구비되어 있다. 또 현미경유닛(1)의 부착부(3)에는 CCD카메라(4)가 부착되어 있으며, 이 CCD카메라(4)에는 모니터텔레비젼(5)이 접속되어 있다.

도 3A∼도 3C는 현미경유닛(1)의 구체적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 3A는 상면도, 도 3B는 조명광축상에서 절단한 단면도, 도 3C는 측면도이다. 현미경유닛(1)의 한쪽의 측면부(우측)에는 이 현미경유닛(1)을 조작제어하기 위한 조작제어유닛을 구성하는 제어부(10)가 구비되어 있다. 또 현미경유닛(1)의 배면부에는 조명용 광원(11)을 내장한 램프하우스(111)가 구비되어 있다. 제어부(10)에는 도 2에 나타낸 조작부(2)가 접속되어 있다.

조명용 광원(이하 램프)(11)의 조명광로(p)상 또는 그 부근에는 렌즈계(12), ND필터(130) 및 그 조정부(이하 ND필터조정부)(13), 개구조리개(144) 및 그 조정부(이하 AS조정부)(14), 시야조리개(153) 및 그 조정부(이하 FS조정부)(15), 렌즈계(16), 편광관찰과 미분간섭관찰용의 편광자를 조합한 직선 구동부재(176) 및 그 삽입이탈부(이하 편광자삽입이탈부)(17), 명시야큐브(186)와 암시야큐브(187)의 전환부(이하 명시야/암시야전환부)(18), 셔터(190)와 그 전환부(이하 셔터전환부)(19) 및 미러(31)가 구비되어 있다.

ND필터조정부(13), AS조정부(14), FS조정부(15), 편광자삽입이탈부(17), 명시야/암시야전환부(18), 셔터전환부(19)는 각각 개별로 펄스모터스태핑모터, 솔레노이드 등의 전동액튜에이터(131, 141, 151, 171, 181, 194)를 구비하고 있다. 이들 전동액튜에이터로서 도시예에서는 펄스모터를 이용한 예를 나타내고 있으며, 이들 펄스모터(131, 141, 15, 171, 181, 194)는 제어부(10)에 접속되어 있다.

ND필터조정부(13)에서는 펄스모터(131)에 의해 상기 ND필터(130)가 구동된다. AS조정부(14)에서는 펄스모터(141)에 의해 상기 개구조리개(144)가 구동된다. FS조정부(15)에서는 펄스모터(151)에 의해 상기 시야조리개(153)가 구동된다. 편광자삽입이탈부(17)에서는 펄스모터(171)에 의해 상기 편광자가 구동된다. 명시야/암시야전환부(18)에서는 펄스모터(181)에 의해 명시야큐브(186)와 암시야큐브(187)의 전환이 구동된다. 셔터전환부(19)에서는 펄스모터(194)에 의해 상기 셔터(190)가 구동된다.

또 주관찰광로(q)상 또는 그 부근에는 전동교환기(20)에 장착된 대물렌즈(21), 미분간섭관찰용의 노멀스키프리즘(224)을 조합한 직선 구동부재 및 그 조정부(이하 노멀스키조정부)(22), 명시야/암시야전환부(18), 편광관찰과 미분간섭관찰용의 검광자를 조합한 직선 구동부재(276) 및 그 삽입이탈부(이하 검광자삽입이탈부)(23)가 구비되어 있다. 또한 노멀스키조정부(22)는 교환기(20)에 장착된다.

노멀스키조정부(22)와 검광자삽입이탈부(23)는 각각 개별로 펄스모터(221, 231)를 구비하고 있다. 이들 펄스모터(221, 231)는 제어부(10)에 접속되어 있다. 노멀스키조정부(22)에서는 펄스모터(221)에 의해 상기 노멀스키프리즘(224)이 구동된다. 검광자삽입이탈부(23)에서는 펄스모터(231)에 의해 상기 검광자의 삽입이탈이 구동된다.

또 전동교환기(20)는 복수의 대물렌즈(21)를 장착한 회전체(201)를 회전구동하고, 주관찰광로(q)상에 소망의 대물렌즈(21)를 위치시키는 교환기구동부(24)가 구비되어 있다. 또한 전동교환기(20)에는 배율이 다른 복수의 대물렌즈(21)를 장착 가능하다. 또한 현미경유닛(1)에는 주관찰광로(q)상의 전동교환기(20)를 관찰광축방향(주관찰광로(q)방향)으로 이동시키는 초점 맞춤구동부(25) 및 초점 맞춤구동부(25)를 제어하는 오토포커스제어부(26)가 구비되어 있다.

교환기구동부(24)와 초점 맞춤구동부(25)는 각각 개별로 펄스모터를 구비하고 있다. 이들 펄스모터는 제어부(10)에 접속되어 있다. 교환기구동부(24)에서는 펄스모터에 의해 교환기(20)의 회전체(201)가 회전구동되고, 조작부(2)에 의해 지정된 배율에 대응하는 대물렌즈(21)가 주관찰광로(q)상에 삽입된다. 초점 맞춤구동부(25)에서는 펄스모터(251)에 의해 후술하는 초점 맞춤구동이 이루어진다.

부관찰광로(r)상에는 미러(31) 및 저배율(예를 들면 3배)의 대물렌즈(매크로대물렌즈)(32)가 배치되어 있다. 미러(31)는 부관찰광로(r)를 직각으로 접어 구부려서 대물렌즈(32)의 광축을 대물렌즈(21)의 광축에 대하여 평행하게 한다. 또 대물렌즈(32)는 부관찰경통의 선단에 나사에 의해 장착되어 있으며, 초점 맞춤구동부(25)의 이동과 함께 광축방향으로 이동 가능하다. 즉 대물렌즈(32)는 초점 맞춤구동부(25)에 의해 대물렌즈(21)와 연동하여 광축방향으로 이동 가능해지는 동시에, 이 이동에 의해 대물렌즈(21)와 대물렌즈(32)는 동시에 초점 맞춤이 이루어질 수 있다.

현미경유닛(1)의 상면에 있어서의 주관찰광로(q)상에는 부착부(3)가 설치되어 있다. 이 부착부(3)에는 예를 들면 CCD카메라(4) 등의 촬상장치나 접안경통이 장착된다. 또 현미경유닛(1)의 상면에는 도 3B에 나타내는 바와 같이 열장장부촉(Dovetail)(31)이 설치되어 있다. 또한 도 3B에서는 우측에 열장장부촉(31)의 정면도를 나타내고 있다. 현미경유닛(1)은 열장장부촉(31)이 현미경유닛지지부(105)에 설치된 열장장부촉홈에 끼워 맞추어짐으로써 현미경유닛지지부(105)에 지지된다. 또한 현미경유닛(1)에는 이 현미경유닛(1)을 이용 가능한 각종 검사장치의 현미경유닛지지부의 구조에 따라서 현미경유닛(1)의 상면 이외의 배면 등에 열장장부촉(31)을 설치할 수 있다.

이하 현미경유닛(1)에 조합되는 광학유닛의 기능에 대하여 설명한다. 램프(11)에는 예를 들면 백색광원이 이용된다. ND필터조정부(13)는 에너지의 상대분광분포를 바꾸지 않고 빛의 세기를 감소시키는 ND필터(130)를 갖고, 그 빛의 세기의 감소정도를 조정하는 기능을 갖고 있다. AS조정부(14)는 개구조리개(AS)(144)를 갖고, 이 개구조리개(144)를 조정하는 것으로 시야에 대하여 샤프하고 선명한 가장자리를 형성하는 기능을 갖고 있다. FS조정부(15)는 시야조리개(FS)(153)를 갖고, 이 시야조리개(153)를 조정하는 것으로 빛의 양 및 대물렌즈(21)에 들어가는 빛의 추각(錐角)을 바꾸는 기능을 갖고 있다.

편광자삽입이탈부(17)는 편광자를 갖고, 현미경유닛(1)을 편광관찰 또는 미분간섭관찰의 광학계로서 구성하는 경우 해당 편광자를 조명광로(p)상에 삽입하는 기능을 갖고 있다. 명시야/암시야전환부(18)는 명시야조명용의 광학계를 수납한 명시야큐브(186)와 암시야조명용의 광학계를 수납한 암시야큐브(187)를 갖고, 이들 큐브(186, 187)를 조명광로(p)와 관찰광로(q, r)의 교점에 삽입이탈하여 명시야조명과 암시야조명을 전환하는 기능을 갖고 있다. 셔터전환부(19)는 후술하는 셔터(190)에 의해 주관찰광로(q)와 부관찰광로(r)를 선택적으로 차폐하는 기능을 갖고 있다.

교환기(20)는 회전체(201)가 회전 자유롭게 설치되고, 이 회전체(201)에 각각 배율이 다른 복수의 대물렌즈(21)가 부착되어 있다. 또 이 교환기(20)는 초점 맞춤구동부(25)에 부착되고, 현미경유닛(1)에 대해서 관찰광축(q)방향으로 이동하여 초점 맞춤이 이루어지게된다. 교환기구동부(24)는 교환기(20)의 회전체(201)를 회전시켜서 교환기(20)에 부착되어 있는 복수의 대물렌즈(21) 중 소망의 배율을 갖는 1개의 대물렌즈(21)를 관찰광축상에 전환하여 배치시키는 기능을 갖고 있다. 초점 맞춤구동부(25)는 교환기(20)를 부착한 초점 맞춤슬라이더(261)를 관찰광축방향으로 이동하는 기능을 갖고 있다. 오토포커스제어부(26)는 초점 맞춤구동부(25)를 제어하고, 초점 맞춤슬라이더(261)를 현미경유닛(1)에 대하여 관찰광축(q)방향으로 이동시켜서 피검사기판(103)에 대한 자동포커스를 실시하는 기능을 갖고 있다.

노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘을 조합한 직선 구동부재(225)를 갖고, 현미경유닛(1)을 미분간섭관찰의 광학계로서 구성하는 경우 해당 직선 구동부재(225)를 주관찰광로(q)상에 삽입하는 동시에, 그 옆으로 비켜남을 조정하는 기능을 갖고 있다. 검광자삽입이탈부(23)는 검광자를 조합한 직선 구동부재(236)를 갖고, 현미경유닛(1)을 편광관찰 또는 미분간섭관찰의 광학계로서 구성하는 경우 해당 직선 구동부재(236)를 주관찰광로(q)상에 삽입하는 기능을 갖고 있다.

제어부(10)는 조작자에 의한 조작부(2)로부터의 조작지시에 따라서 램프(11)의 광량의 제어, ND필터조정부(13)에 의한 ND필터(130)의 조정제어, AS조정부(14)에 의한 개구조리개(144)의 조정제어, FS조정부(15)에 의한 시야조리개(153)의 조정제어, 편광자삽입이탈부(17)에 의한 편광자의 삽입이탈제어, 명시야/암시야전환부(18)에 의한 명시야큐브(186)와 암시야큐브(187)의 전환제어, 셔터전환부(19)에 의한 셔터(190)의 전환제어, 노멀스키조정부(22)에 의한 노멀스키프리즘의 삽입이탈과 옆으로 비켜남조정제어, 검광자삽입이탈부(23)에 의한 검광자의 삽입이탈제어, 교환기구동부(24)에 의한 초점 맞춤슬라이더(261)의 관찰광축방향으로의 이동제어 및 오토포커스제어부(26)로의 제어지시를 실시하는 각 기능을 갖고 있다.

도 4A 및 도 4B는 현미경유닛(1)에 대한 램프(11)의 배치의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 4A에 나타내는 바와 같이 램프(11)를 현미경유닛(1)의 본체내에 설치해도 좋다. 또는 도 4B에 나타내는 바와 같이 현미경유닛(1)의 본체의 측면에 램프하우스(111)를 설치하는 동시에, 현미경유닛(1)의 본체내에 미러(112)를 설치하고, 램프(11)로부터 조사된 조명광을 미러(112)로 편향시켜서 렌즈계(12)에 입사시켜도 좋다. 이와 같이 램프(11)는 다른 기구와의 레이아웃의 형편에 맞추어서 적절한 장소에 부착할 수 있다.

이하 현미경유닛(1)에 조합되는 광학유닛의 기본기구에 대하여 설명한다.

도 5는 ND필터조정부(13)의 기본기구도이다. 펄스모터(131)의 회전축(132)에는 원반상의 ND필터(130)의 중심부가 부착되어 있다. ND필터(130)는 조명광로(p)에 대하여 직교하도록 배치되어 있다. ND필터(130)는 그 농도가 경계(133) 우측부근에서 가장 높고, 시계둘레방향을 향하여 연속적으로 낮아지고, 경계(133) 좌측부근에서 가장 낮다. ND필터(130)는 펄스모터(131)가 정회전함으로써 도면을 향하여 반시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 농도는 서서히 낮아지기 때문에 투과하는 조명광의 광량은 서서히 많아진다. 또 ND필터(130)는 펄스모터(131)가 역회전함으로써 도면을 향하여 시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 농도는 서서히 높아지기 때문에 투과하는 조명광의 광량은 서서히 적어진다. 또한 제어부(10)는 ND필터(1)의 회전에 동반하여 경계(133)가 조명광로(p)상을 가로지르지 않도록 펄스모터(131)의 회전구동을 제어한다. 즉 제어부(10)는 ND필터(1)의 회전시 투과하는 조명광의 광량이 급변하는 일 없이 항상 서서히 변화하도록 제어한다.

도 6은 AS조정부(14)의 기본기구도이다. 직진운동형의 펄스모터(141)의 축(142)에는 직진운동하는 직선 구동부재(143)가 부착되어 있다. 직선 구동부재(143)는 조명광로(p)상의 개구조리개(144)와 걸어 맞추어져 있다. 제어부(10)에 의한 펄스모터(141)의 구동제어에 의해 직선 구동부재(143)가 일방향으로 이동하는 데 동반하여 개구조리개(144)가 서서히 열리고, 직선 구동부재(143)가 타방향으로 이동하는 데 동반하여 개구조리개(144)가 서서히 닫힌다.

도 7은 FS조정부(15)의 기본기구도이다. 펄스모터(151)의 회전축(152)에는 평판상의 시야조리개(153)의 일단부가 부착되어 있다. 시야조리개(153)의 타단부에는 소정 직경의 개구(154)가 설치되어 있다. 제어부(10)에 의한 펄스모터(151)의 회전구동제어에 의해 회전축(152)에 부착된 시야조리개(153)의 개구(154)가 조명광로(p)상에 삽입이탈된다.

제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(151)가 정회전한 경우 시야조리개(153)는 도면을 향하여 반시계둘레방향으로 회전한다. 이에 따라 개구(154)가 조명광로(p)상에 삽입된다. 또 제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(151)가 역회전한 경우 시야조리개(153)는 도면을 향하여 시계둘레방향으로 회전한다. 이에 따라 개구(154)가 조명광로(p)상으로부터 이탈된다.

도 8은 편광자삽입이탈부(17)의 기본기구도이다. 펄스모터(171)의 회전축(172)에는 이 회전축(172)에 대하여 직교하도록 아암(173)의 일단이 부착되어 있다. 아암(173)의 타단에는 회전축(172)에 대하여 평행을 이루도록 원기둥상의 안내부재(174)가 설치되어 있다. 또 직선 구동안내부재(175)상에는 직진운동하는 직선 구동부재(176)가 배치되어 있다. 직선 구동부재(176)에는 편광자(177)가 조명광로(p)에 대하여 직교하도록 배치되어 있다. 또 직선 구동부재(176)에는 세로방향으로 긴 구멍(178)이 설치되어 있으며, 이 긴 구멍(178)에는 아암(173)에 설치된 안내부재(174)가 끼워통해져 있다.

제어부(10)에 의한 펄스모터(171)의 회전구동제어에 의해 회전축(172)과 아암(173)을 통하여 안내부재(174)가 회전축(172)의 주위를 회전한다. 그 회전에 동반하여 안내부재(174)는 긴 구멍(178)내를 상승 또는 하강하면서 직선 구동부재(176)를 직선 구동안내부재(175)를 따라서 직진운동시킨다.

제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(171)가 정회전한 경우 안내부재(174)는 도면을 향하여 반시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 직선 구동부재(176)가 왼쪽방향으로 이동되어 편광자(177)가 조명광로(p)상에 삽입된다. 또 제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(171)가 역회전한 경우 안내부재(174)는 도면을 향하여 시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 직선 구동부재(176)가 오른쪽방향으로 이동되어 편광자(177)가 조명광로(p)상으로부터 이탈된다.

도 9는 명시야/암시야전환부(18)의 기본기구도이다. 펄스모터(181)의 회전축(182)의 주위에는 피니언(183)이 설치되어 있다. 또 직선 구동안내부재(184)상에는 직진운동하는 직선 구동부재(185)가 배치되어 있다. 직선 구동부재(185)에는 명시야큐브(186)와 암시야큐브(187)가 나열하여 배치되어 있다. 또 직선 구동부재(185)의 상부에는 랙(188)이 설치되어 있으며, 이 랙(188)은 피니언(183)과 맞물려 있다.

제어부(10)에 의한 펄스모터(181)의 회전구동제어에 의해 회전축(182) 주위의 피니언(183)이 회전하면 랙(188)을 통하여 직선 구동부재(185)가 직선 구동안내부재(184)를 따라서 직진운동한다.

제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(181)가 정회전한 경우 피니언(83)은 도면을 향하여 반시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 직선 구동부재(185)가 오른쪽방향으로 이동되어 암시야큐브(187)가 조명광로(p)상에 삽입된다. 또 제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(181)가 역회전한 경우 피니언(183)은 도면을 향하여 시계둘레방향으로 회전한다. 이 경우 직선 구동부재(185)가 왼쪽방향으로 이동되어 명시야큐브(186)가 조명광로(p)상에 삽입된다.

도 10은 셔터전환부(19)의 기본기구도이다. 셔터전환부(19)는 명시야/암시야전환부(18)의 근처에 설치되어 있다. 셔터(190)는 한쌍의 직사각형의 차폐판(191, 192)에 의해 L자상으로 형성되어 있다. 차폐판(191)에는 투과구멍(191a)이, 차폐판(192)에는 투과구멍(192a)이 형성되어 있다. 직진운동형의 펄스모터(194)의 축(195)에는 홀딩부재(196)가 부착되고, 홀딩부재(196)에는 차폐판(192)의 측부가 부착되어 있다. 차폐판(192) 부근에는 그 긴쪽방향으로 셔터(190)를 안내하는 안내부재(193)가 배치되어 있다.

제어부(10)에 의한 펄스모터(194)의 구동제어에 의해 축(195)과 홀딩부재(196)를 통하여 셔터(190)가 가이드(193)를 따라서 직선이동한다. 이에 따라 투과구멍(191a)을 주관찰광로(q)상에, 또는 투과구멍(132a)을 부관찰광로(r)상에 선택적으로 배치할 수 있다.

도 11은 노멀스키조정부(22)의 기본구성도이다. 펄스모터(221)의 회전축(222)에는 서포트유닛(226)을 통하여 볼나사(223)가 부착되어 있다. 직선 구동안내부재(227)상에는 직진운동하는 직선 구동부재(225)가 배치되어 있으며, 이 직선 구동부재(225)에는 볼나사(223)가 걸어 맞추어져 있다. 직선 구동부재(225)상에는 노멀스키프리즘(224)이 배치되어 있다.

제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(221)가 정회전(또는 역회전)한 경우 회전축(222)을 통하여 볼나사(223)가 정회전(또는 역회전)한다. 이에 동반하여 직선 구동부재(225)가 직선 구동안내부재(227)상을 전진(또는 후진)한다. 이에 따라 노멀스키프리즘(224)이 주관찰광로(q)상에 삽입(또는 이탈)되는 동시에, 그 옆으로 비켜남이 조정된다.

검광자삽입이탈부(23)의 기본기구는 도 8에 나타낸 것과 똑같다. 검광자삽입이탈부(23)에서는 직선 구동부재(276)에 검광자(234)가 구비된다. 그리고 제어부(10)에 의한 펄스모터(231)의 회전구동제어에 의해 검광자(234)가 주관찰광로(q)상에 삽입이탈된다.

초점 맞춤구동부(25)의 기본기구는 도 3C에 나타내어져 있다. 펄스모터(251)의 회전축(252)에는 서포트유닛(253)을 통하여 볼나사(254)가 부착되어 있다. 직선 구동안내부재(256)상에는 직진운동하는 직선 구동부재(255)가 배치되어 있으며, 이 직선 구동부재(255)에는 볼나사(254)가 걸어 맞추어져 있다. 직선 구동부재(255)에는 축받이(257)를 통하여 L자상의 링크부재(258)가 연결해 있으며, 이 링크부재(258)에는 축받이(260)를 통하여 L자상의 초점 맞춤슬라이더(261)가 연결되어 있다. 또한 링크부재(258)의 접음부는 지지축(259)으로 지지되어 있다. 초점 맞춤슬라이더(261)는 현미경유닛(1)의 본체정면에 설치된 도시하지 않는 직선 구동안내부재에 대하여 상하방향으로 슬라이딩 자유롭게 설치되어 있다. 초점 맞춤슬라이더(261)의 하부에는 교환기(20)가 장착되어 있다.

제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(251)가 정회전한 경우 회전축(252)을 통하여 볼나사(254)가 정회전한다. 이에 동반하여 직선 구동부재(255)가 직선 구동안내부재(256)상을 전진(도 3C에서는 왼쪽방향)하기 때문에 축받이(257)를 통하여 링크부재(258)가 지지축(259) 주위로 회전운동한다. 이에 따라 축받이(260)를 통하여 초점 맞춤슬라이더(261)가 위쪽(표본으로부터 떨어지는 방향)으로 이동된다. 또 제어부(10)의 회전구동제어에 의해 펄스모터(251)가 역회전한 경우 회전축(252)을 통하여 볼나사(254)가 역회전한다. 이에 동반하여 직선 구동부재(255)가 직선 구동안내부재(256)상을 후진(도 3C에서는 오른쪽방향)하기 때문에 축받이(257)를 통하여 링크부재(258)가 지지축(259) 주위로 회전운동한다. 이에 따라 초점 맞춤슬라이더(261)가 아래쪽으로 이동되기 때문에 교환기(20)가 아래쪽(표본으로 향하는 방향)으로 이동된다.

또한 초기상태에서는 초점 맞춤슬라이더(261)는 자중에 의해 현가된 상태에 있으며, 대물렌즈(21)가 항상 표본에 충돌하는 일이 없도록 설정되어 있다. 또 L자상의 링크부재(258)에 있어서의 L1의 길이를 L2의 길이보다 길게 할수록 교환기(20)(초점 맞춤슬라이더(261))를 상하운동시키는 분해능이 올라간다. 반대로 L자상의 링크부재(258)에 있어서의 L2의 길이를 L1의 길이보다 길게 할수록 교환기(20)(초점 맞춤슬라이더(261))를 상하운동시키는 스피드가 올라간다.

또한 상기에서는 각 기본기구의 동력원으로서 모터를 이용했는데, 그 이외의 액튜에이터나 압전소자를 이용할 수도 있다. 또 도 5, 도 7, 도 9, 도 10에서는 각 이동물체를 모터의 축에 직접 부착하고 있는데, 이동물체와 모터의 축의 사이에 감속기구 등을 설치해도 좋다. 또 상기 각 기본기구는 상기한 어떤 이동물체를 구동하기 위해 이용할 수도 있다. 예를 들면 도 9의 기본기구를 편광자삽입이탈부(17)나 노멀스키조정부(22)에 이용할 수도 있다.

도 12는 조작부(2)의 구성을 나타내는 도면이다. 조작부(2)는 탁상에 배율다이얼(201), 명시야관찰스위치(이하 BF스위치)(202), 암시야관찰스위치(이하 DF스위치)(203), 편광관찰스위치(이하 POL스위치)(204), 미분간섭관찰스위치(이하 DIC스위치)(205), 개구조리개조정다이얼(이하 AS다이얼)(206), ND필터조정다이얼(이하 ND다이얼)(207), 노멀스키조정다이얼(이하 NㆍP다이얼)(208), 광량조정다이얼(209) 및 설정스위치(210)가 설치되어 있다.

이하 상기와 같이 구성된 현미경유닛(1)의 동작에 대하여 도 13, 도 14 등을 참조해서 설명한다. 또한 도 13, 도 14에 나타내는 각 테이블은 제어부(10)에 기억되어 있다.

도 13, 도 14는 검경 방식(관찰법)에 대한 현미경유닛(1)에 조합된 각 광학유닛의 상태를 나타내는 도면이다. 도 13은 수직조명만을 실시하는 경우를 나타내고 있다. 도 14는 수직조명과 투과조명을 실시하는 경우를 나타내고 있다.

상기 현미경유닛(1)으로 명시야관찰을 실시하는 경우 조작자에 의해 조작부(12)의 BF스위치(202)가 ON으로 된다. 또한 명시야관찰법은 일반적인 현미경에서의 검경 방식이다.

현미경유닛(1)의 제어부(10)는 BF스위치(202)가 ON으로 된 것을 검지하면, 우선 각 광학유닛에 대하여 도 13의 a1열에 나타내는 명시야관찰에 관련되는 동작지시를 한다. 이에 따라 명시야/암시야전환부(18)는 명시야큐브(186)를 조명광로(p)상에 삽입한다. 편광자삽입이탈부(17)는 편광자(177)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. FS조정부(15)는 시야조리개(153)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. AS조정부(14)는 개구조리개(144)의 직경을 전회의 직경과 동일하게 한다. ND필터조정부(13)는 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 위치를 전회의 위치와 동일하게 한다. 검광자삽입이탈부(23)는 검광자(234)를 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘(224)을 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 셔터전환부(19)는 차폐판(192)에 의해 부관찰광로(r)를 차폐하고, 투과구멍(191a)을 주관찰광로(q)상에 배치한다. 이 후 제어부(10)는 오토포커스제어부(26)에 표본인 피검사기판(103)에 대하여 초점 맞춤이 이루어지도록 지시한다. 그리고 오토포커스제어부(26)의 제어에 의해 초점 맞춤구동부(25)의 초점 맞춤동작이 이루어진다.

이상과 같은 설정에 의해 명시야관찰이 실시되는 경우 램프(11)로부터 조사된 조명광은 렌즈계(12), ND필터(130), 개구조리개(AS)(144), 렌즈계(16)를 지나서 명시야큐브(186)에 입사하고, 명시야큐브(186), 대물렌즈(21)를 지나서 표본인 피검사기판(103)에 조사된다. 피검사기판(103)으로부터의 빛은 다시 대물렌즈(21), 명시야큐브(186)를 지나서 CCD카메라(4)에 입사한다. CCD카메라(4)는 표본상을 촬상하여 그 화상신호를 모니터텔레비젼(5)에 송출한다. 모니터텔레비젼(5)은 CCD카메라(4)로부터의 화상신호를 화상처리하여 표본상을 표시한다.

상기 현미경유닛(1)으로 암시야관찰을 실시하는 경우 조작자에 의해 조작부(2)의 DF스위치(203)가 ON으로 된다. 또한 암시야관찰법은 대물렌즈의 수광각보다 큰 중공원추상의 빛에 의하여 표본을 조명하는 검경 방식이며, 산란광만으로 관찰을 실시할 수 있고, 표본표면의 약간의 불규칙성도 구별할 수 있다.

현미경유닛(1)의 제어부(10)는 DF스위치(203)가 ON으로 된 것을 검지하면, 우선 각 광학유닛에 대하여 도 13의 a2열에 나타내는 암시야관찰에 관련되는 동작지시를 한다. 이에 따라 명시야/암시야전환부(18)는 암시야큐브(187)를 조명광로(p)상에 삽입한다. 편광자삽입이탈부(17)는 편광자(177)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. FS조정부(15)는 시야조리개(153)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. AS조정부(14)는 개구조리개(144)를 개방으로 한다. ND필터조정부(13)는 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 위치를 전회의 위치와 동일하게 한다. 검광자삽입이탈부(23)는 검광자(234)를 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘(224)을 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 셔터전환부(19)는 차폐판(192)에 의해 부관찰광로(r)를 차폐하고, 투과구멍(191a)을 주관찰광로(q)상에 배치한다. 이 후 제어부(10)는 오토포커스제어부(26)에 표본인 피검사기판(103)에 대하여 초점 맞춤이 이루어지도록 지시한다. 그리고 오토포커스제어부(26)의 제어에 의해 초점 맞춤구동부(25)의 초점 맞춤동작이 이루어진다.

이상과 같은 설정에 의해 암시야관찰이 실시되는 경우 램프(11)로부터 조사된 조명광은 렌즈계(12), ND필터(130), 개구조리개(AS)(144), 렌즈계(16)를 지나서 암시야큐브(187)에 입사하고, 암시야큐브(187), 대물렌즈(21)를 지나서 표본인 피검사기판(103)에 조사된다. 피검사기판(103)으로부터의 빛은 다시 대물렌즈(21), 암시야큐브(187)를 지나서 CCD카메라(4)에 입사한다. CCD카메라(4)는 표본상을 촬상하여 그 화상신호를 모니터텔레비젼(5)에 송출한다. 모니터텔레비젼(5)은 CCD카메라(4)로부터의 화상신호를 화상처리하여 표본상을 표시한다.

상기 현미경유닛(1)으로 편광관찰을 실시하는 경우 조작자에 의해 조작부(12)의 POL스위치(204)가 ON으로 된다. 또한 편광관찰법은 표본을 편광으로 관찰하는 검경 방식이다.

현미경유닛(1)의 제어부(10)는 POL스위치(204)가 ON으로 된 것을 검지하면, 우선 각 광학유닛에 대하여 도 13의 a3열에 나타내는 편광관찰에 관련되는 동작지시를 한다. 이에 따라 명시야/암시야전환부(18)는 명시야큐브(186)를 조명광로(p)상에 삽입한다. 편광자삽입이탈부(17)는 편광자(177)를 조명광로(p)상에 삽입한다. FS조정부(15)는 시야조리개(153)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. AS조정부(14)는 개구조리개(144)의 직경을 전회의 직경과 동일하게 한다. ND필터조정부(13)는 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 위치를 전회의 위치와 동일하게 한다. 검광자삽입이탈부(23)는 검광자(234)를 주관찰광로(q)상에 삽입한다. 노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘(224)을 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 셔터전환부(19)는 차폐판(192)에 의해 부관찰광로(r)를 차폐하고, 투과구멍(191a)을 주관찰광로(q)상에 배치한다. 이 후 제어부(10)는 오토포커스제어부(26)에 표본인 피검사기판(103)에 대하여 초점 맞춤이 이루어지도록 지시한다. 그리고 오토포커스제어부(26)의 제어에 의해 초점 맞춤구동부(25)의 초점 맞춤동작이 이루어진다.

이상과 같은 설정에 의해 편광관찰이 실시되는 경우 램프(11)로부터 조사된 조명광은 렌즈계(12), ND필터(130), 개구조리개(AS)(144), 렌즈계(16), 편광자(177)를 지나서 명시야큐브(186)에 입사하고, 명시야큐브(186), 대물렌즈(21)를 지나서 표본인 피검사기판(103)에 조사된다. 피검사기판(103)으로부터의 빛은 다시 대물렌즈(21), 명시야큐브(186), 검광자(234)를 지나서 CCD카메라(4)에 입사한다. CCD카메라(4)는 표본상을 촬상하여 그 화상신호를 모니터텔레비젼(5)에 송출한다. 모니터텔레비젼(5)은 CCD카메라(4)로부터의 화상신호를 화상처리하여 표본상을 표시한다.

상기 현미경유닛(1)으로 미분간섭관찰을 실시하는 경우 조작자에 의해 조작부(12)의 DIC스위치(205)가 ON으로 된다. 또한 미분간섭관찰법은 약간 옆으로 비켜나게 한 2개의 광파를 표본 속에 투과시키고, 그 굴절률의 차에 상당하는 위상차에 대응한 변형파를 간섭시키며, 색의 콘트래스트로 바꾸어서 위상분포를 가시화하는 검경 방식이다.

현미경유닛(1)의 제어부(10)는 DIC스위치(205)가 ON으로 된 것을 검지하면, 우선 각 광학유닛에 대하여 도 13의 a4열에 나타내는 미분간섭관찰에 관련되는 동작지시를 한다. 이에 따라 명시야/암시야전환부(18)는 명시야큐브(186)를 조명광로(p)상에 삽입한다. 편광자삽입이탈부(17)는 편광자(177)를 조명광로(p)상에 삽입한다. FS조정부(15)는 시야조리개(153)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. AS조정부(14)는 개구조리개(144)의 직경을 전회의 직경과 동일하게 한다. ND필터조정부(13)는 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 위치를 전회의 위치와 동일하게 한다. 검광자삽입이탈부(23)는 검광자(234)를 주관찰광로(q)상에 삽입한다. 노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘(224)을 주관찰광로(q)상에 삽입하고, 전회와 동일한 위치가 되도록 옆으로 비켜남조정한다. 셔터전환부(19)는 차폐판(192)에 의해 부관찰광로(r)를 차폐하고, 투과구멍(191a)을 주관찰광로(q)상에 배치한다. 이 후 제어부(10)는 오토포커스제어부(26)에 표본인 피검사기판(103)에 대하여 초점 맞춤이 이루어지도록 지시한다. 그리고 오토포커스제어부(26)의 제어에 의해 초점 맞춤구동부(25)의 초점 맞춤동작이 이루어진다.

이상과 같은 설정에 의해 미분간섭관찰이 실시되는 경우 램프(11)로부터 조사된 조명광은 렌즈계(12), ND필터(130), 개구조리개(AS)(144), 렌즈계(16), 편광자(177)를 지나서 명시야큐브(186)에 입사하고, 명시야큐브(186), 노멀스키프리즘(224), 대물렌즈(21)를 지나서 표본인 피검사기판(103)에 조사된다. 피검사기판(103)으로부터의 빛은 다시 대물렌즈(21), 노멀스키프리즘(224), 명시야큐브(186), 검광자(234)를 지나서 CCD카메라(4)에 입사한다. CCD카메라(4)는 표본상을 촬상하여 그 화상신호를 모니터텔레비젼(5)에 송출한다. 모니터텔레비젼(5)은 CCD카메라(4)로부터의 화상신호를 화상처리하여 표본상을 표시한다.

상기 현미경유닛으로 매크로스폿관찰을 실시하는 경우 조작자에 의해 조작부(12)의 배율다이얼(201)이 「×3(MACRO)」로 설정된다. 매크로스폿관찰에서는 저배율의 대물렌즈(32)를 이용하여 표본에 대해서 광범위한 관찰을 실시한다. 또한 교환기(20)에 장착된 각 대물렌즈(21)(각 배율은 10배, 20배, 50배, 100배)를 이용하여 실시하는 관찰을 미크로관찰이라 부른다.

현미경유닛(1)의 제어부(10)는 배율다이얼(201)이 「×3(MACRO)」로 설정된 것을 검지하면, 우선 각 광학유닛에 대하여 도 13의 a5열에 나타내는 매크로스폿관찰에 관련되는 동작지시를 한다. 이에 따라 명시야/암시야전환부(18)는 명시야큐브(186)를 조명광로(p)상에 삽입한다. 편광자삽입이탈부(17)는 편광자(177)를 조명광로(p)상으로부터 이탈한다. FS조정부(15)는 시야조리개(153)를 조명광로(p)상에 삽입한다. AS조정부(14)는 개구조리개(144)의 직경을 전회의 직경과 동일하게 한다. ND필터조정부(13)는 조명광로(p)상의 ND필터(130)의 위치를 전회의 위치와 동일하게 한다. 검광자삽입이탈부(24)는 검광자(234)를 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 노멀스키조정부(22)는 노멀스키프리즘(224)을 주관찰광로(q)상으로부터 이탈한다. 셔터전환부(19)는 차폐판(191)에 의해 주관찰광로(q)를 차폐하고, 투과구멍(192a)을 부관찰광로(r)상에 배치한다. 이 후 제어부(10)는 오토포커스제어부(26)에 표본인 피검사기판(103)에 대하여 초점 맞춤이 이루어지도록 지시한다. 그리고 오토포커스제어부(26)의 제어에 의해 초점 맞춤구동부(25)의 초점 맞춤동작이 이루어진다.

이상과 같은 설정에 의해 매크로스폿관찰이 실시되는 경우 램프(11)로부터 조사된 조명광은 렌즈계(12), ND필터(130), 개구조리개(144), 시야조리개(153), 렌즈계(16), 명시야큐브(186)를 지나서 미러(31)로 반사하고, 대물렌즈(32)를 지나서 표본인 피검사기판(103)에 조사된다. 피검사기판(103)으로부터의 빛은 다시 대물렌즈(32)를 지나서 미러(31)로 반사하고, 명시야큐브(186)에 입사하며, 명시야큐브(186)로부터 CCD카메라(4)에 입사한다. CCD카메라(4)는 표본상을 촬상하여 그 화상신호를 모니터텔레비젼(5)에 송출한다. 모니터텔레비젼(5)은 CCD카메라(4)로부터의 화상신호를 화상처리하여 표본상을 표시한다.

상기에서는 표본에 대하여 수직조명을 실시하는 경우의 동작에 대해서 서술했는데, 후에 제 2 실시형태에서 서술하는 바와 같이 표본의 아래쪽(대물렌즈(21 또는 32)의 광축상)에 투과조명용의 광원을 설치하여 투과조명에 의한 관찰을 실시할 수도 있다. 이 경우 조작자에 의해 조작부(2)의 도시하지 않는 투과조명관찰스위치가 ON으로 된다. 제어부(10)는 각 광학유닛에 대하여 도 14의 b1∼b5열에 나타내는 바와 같은 검경 방식에 따른 동작지시를 하는 동시에, 상기 투과조명용의 광원의 전압값을 전회와 동일하게 한다.

또한 도 13, 도 14에 있어서의 ‘전회의 위치’란 전회 같은 검경 방식으로 관찰했을 때의 광학유닛의 상태를 나타내고 있다. 예를 들면 개구조리개(144)의 직경을 조정하여 명시야관찰을 실시하고, 그 후 미분간섭관찰을 실시하며, 다시 명시야관찰을 실시한다고 하자. 이 경우 금회의 명시야관찰에서의 개구조리개(144)의 직경은 전회 명시야관찰을 실시했을 때의 개구조리개(144)의 직경과 동일해진다.

또 조작자는 조작부(2)의 AS다이얼(206), ND다이얼(207), NㆍP다이얼(208), 광량조정다이얼(209)을 조작함으로써 각각 개구조리개(144), ND필터(130), 노멀스키프리즘(224), 상기 광원의 전압값을 임의로 조정할 수 있다. 또 조작자는 상기의 조정이 끝난 후 설정스위치(210)를 ON으로 함으로써 조정한 상태를 제어부(10)에 기억할 수 있다. 이에 따라 차회부터 조작부(2)에서 검경 방식을 설정했을 때 상기 조정한 상태로 자동적으로 설정된다.

또 조작자는 조작부(2)의 배율다이얼(201)을 조작함으로써 임의의 대물렌즈(21)를 관찰광축상에 위치시킬 수 있다. 또 미리 각 대물렌즈(21)의 배율에 적합한 각 광학유닛의 상태를 제어부(10)에 기억하는 것으로 조작부(2)의 배율다이얼(201)이 조작되었을 때에 대물렌즈(21)의 배율에 맞추어서 각 광학유닛의 상태를 자동설정할 수도 있다.

본 제 1 실시형태에 따르면, 현미경유닛(1)에 램프(11), ND필터조정부(13), AS조정부(14), FS조정부(15), 편광자삽입이탈부(17), 명시야/암시야전환부(18), 노멀스키조정부(22), 검광자삽입이탈부(23) 및 제어부(10)의 각 광학유닛을 구비했기 때문에 1개의 현미경유닛(1)으로 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 미분간섭관찰 등의 각종 관찰계(검경 방식)를 구성할 수 있다. 또 이들 검경 방식의 전환도 조작자에 의한 조작부(2)의 조작에 의해 자동적으로, 또한 용이하게 실시할 수 있다.

또 현미경유닛(1)은 복수의 광학유닛으로 구성되어 있기 때문에 조립이나 관리를 간이하게 실시할 수 있는 동시에, 콤팩트화를 꾀할 수 있다. 또 각 광학유닛은 개별로 구동원(모터)을 갖고 있기 때문에 전자동제어가 가능하게 된다. 또 제어부(10)가 현미경유닛(1)에 일체화되어 있기 때문에 각 광학유닛으로의 배선이 짧아지고, 외부로부터의 노이즈의 영향을 받기 어려워서 각 광학유닛의 구동이 스무드해진다. 또한 구성상의 형편에 따라서 제어부(10)를 현미경유닛(1)에 설치하지 않고 단체화해도 좋다.

또 현미경유닛(1)은 소망의 장소에 착탈 자유로운 구조를 갖고 있기 때문에 어떠한 장치에 있어서도 현미경으로서 기능시킬 수 있어서 폭넓은 범용성을 갖는다. 또 교환기(20)를 부착한 초점 맞춤슬라이더(261)는 조작자에 의한 조작부(2)의 조작에 따라서 현미경유닛(1) 본체에 대하여 관찰광축방향으로 자동적으로 이동하도록 설치되어 있기 때문에 종래의 현미경과 같이 스테이지를 상하이동시킬 필요가 없다.

또 현미경유닛(1) 본체의 상면에는 부착부(3)가 설치되어 있기 때문에 이 부착부(3)에 CCD카메라 등의 촬상장치나 접안경통 등을 부착할 수 있다. 촬상장치에 의해 모니터텔레비젼(5) 등의 표시장치에 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 미분간섭관찰 등에 의한 관찰상의 확대화상을 표시시켜서 표본을 관찰할 수 있다. 또 램프하우스(111)를 현미경유닛(1) 본체의 측면에 설치하는 것으로 현미경유닛(1) 전체의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에 현미경유닛(1)의 기계적 강도가 높아진다.

이하 상기 현미경유닛의 응용예에 대하여 설명한다.

도 15는 상기 현미경유닛의 제 1 응용예를 나타내는 도면이다. 도 15에 있어서 도 1, 도 2와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 도 15에서는 현미경유닛(1) 상면의 부착부(3)에 접안경통(6)을 부착하고 있다.

이와 같이 현미경유닛(1)에 접안경통(6)을 부착하는 것으로 조작자는 조작부(2)를 조작하여 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 또는 미분간섭관찰로 전환하고, 이들 검경 방식에 의해 접안경통(6)을 통하여 육안으로 표본을 관찰할 수 있다.

도 16은 상기 현미경유닛의 제 2 응용예를 나타내는 도면이다. 도 16에 있어서 도 1, 도 2와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 도 16에서는 현미경유닛(1) 상면의 부착부(3)에 접안경통(6)과 함께 CCD카메라(4)를 부착하고 있다.

이와 같이 현미경유닛(1)에 접안경통(6)과 CCD카메라(4)를 부착하는 것으로 조작자는 조작부(2)를 조작하여 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 또는 미분간섭관찰로 전환하고, 이들 검경 방식에 의해 접안경통(6)을 통하여 육안으로 표본을 관찰할 수 있는 동시에, 그것과 동일한 화상을 촬상장치에 의해 모니터텔레비젼(5)에 표시시켜서 표본의 확대화상을 관찰할 수 있다.

도 17은 상기 현미경유닛의 제 3 응용예를 나타내는 도면이다. 도 17에 있어서 도 1, 도 2와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 도 17에서는 현미경유닛(1)의 제어부(10)에 퍼스널컴퓨터(7)를 접속하고 있다.

퍼스널컴퓨터(7)는 조작자에 의한 현미경유닛(1)에 대한 조작지시를 제어부(10)에 보낸다. 이 퍼스널컴퓨터(7)로부터의 조작지시는 램프(11)의 광량의 제어, ND필터조정부(13)에 의한 ND필터(130)의 조정제어, AS조정부(14)에 의한 개구조리개(144)의 조정제어, FS조정부(15)에 의한 시야조리개(153)의 조정제어, 편광자삽입이탈부(17)에 의한 편광자(177)의 삽입이탈제어, 명시야/암시야전환부(18)에 의한 명시야큐브(186)와 암시야큐브(187)의 전환제어, 셔터전환부(19)에 의한 셔터(190)의 전환제어, 노멀스키조정부(22)에 의한 노멀스키프리즘(224)의 삽입이탈과 옆으로 비켜남조정제어, 검광자삽입이탈부(23)에 의한 검광자의 삽입이탈제어, 교환기구동부(24)에 의한 교환기(20)의 회전제어, 초점 맞춤구동부(25)에 의한 교환기(20)의 관찰광축방향으로의 이동제어 및 오토포커스제어부(26)로의 제어지시에 관련되는 것이다.

또 퍼스널컴퓨터(7)는 조작자에 의해 프로그래밍된 현미경유닛(1)의 동작순서에 따라서 제어부(10)에 조작지시할 수도 있다.

도 18은 상기 현미경유닛의 제 4 응용예를 나타내는 도면이다. 도 18에 있어서 도 1, 도 2와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 도 18에서는 현미경유닛(1)을, 액정디스플레이에 이용되는 유리기판을 검사하는 대형의 기판검사장치에 부착하고 있다.

가대(301)상에는 베이스(302)가 설치되어 있다. 이 베이스(302)상에는 유리기판을 재치하는 스테이지(305)가 Y방향으로 이동 자유롭게 설치되어 있다. 또 베이스(302)상에는 문기둥아암(303)이 설치되고, 이 문기둥아암(303)의 수평빔에 대하여 현미경유닛(1)이 X방향으로 이동 자유롭게 설치되어 있다. 현미경유닛(1)의 제어부(10)는 조작부(2)로부터의 조작지시를 받는다. 현미경유닛(1)의 부착부(3)에는 CCD카메라(4)가 부착되어 있으며, CCD카메라(4)로 촬상된 화상이 모니터텔레비젼(5)에 표시된다.

이와 같은 대형의 기판검사장치에서는 스테이지(305)상에 유리기판이 재치되고, 이 상태에서 스테이지(305)가 Y방향으로 이동하는 동작과 현미경유닛(1)이 X방향으로 이동하는 동작이 반복되고, 유리기판의 전체면에 대한 화상이 촬상된다. 유리기판의 각 검사포인트의 화상은 모니터텔레비젼(5)에 표시된다. 이 때 조작자에 의한 조작부(2)의 조작에 의해 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 또는 미분간섭관찰로 전환되고, 이들 검경 방식에 의한 표본의 화상을 모니터텔레비젼(5)에 표시시켜서 표본의 확대화상을 검사할 수 있다.

도 19는 상기 현미경유닛의 제 5 응용예를 나타내는 도면이다. 도 19에 있어서 도 1, 도 2, 도 18과 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 도 19에서는 현미경유닛 또는 현미경 유닛(1)을 대형의 기판검사장치에 적용하고 있다.

문기둥아암(303)의 수평빔에는 현미경유닛(1)이 X방향으로 이동 자유롭게 설치되어 있다. 이 문기둥아암(303)의 수평빔내에는 현미경유닛(1)의 관찰광학계와 광학적으로 연계되는 연장광학계(304)가 설치되어 있다. 이 연장광학계(304)의 타단부에는 접안경통(300)이 부착되어 있다.

이와 같은 대형의 기판검사장치에서는 스테이지(305)상에 표본인 유리기판이 재치되고, 이 상태에서 스테이지(305)가 Y방향으로 이동하는 동작과 현미경유닛(1)이 X방향으로 이동하는 동작이 반복됨으로써 조작자는 접안경통(300)을 통하여 표 본을 명시야관찰, 암시야관찰, 편광관찰, 또는 미분간섭관찰에 의해 검사할 수 있다.

도 20A는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 현미경시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 19A에 있어서 도 1, 도 2, 도 17과 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 이 현미경유닛은 도 17에 나타낸 현미경유닛에 투과유닛(8)을 추가한 것이다. 투과유닛(8)은 도 20B에 나타내는 바와 같이 투과용 광원(81)과 콘덴서렌즈(82)를 구비하고 있다. 투과유닛(8)은 표본인 유리기판(103)의 아래쪽에 배치된다.

이와 같은 현미경유닛에서는 상기 제 1 실시형태의 기능에 덧붙여서 투과현미경으로서 기능시킬 수 있다. 조작자에 의해 조작부(2)에서 투과관찰의 조작이 실시되면 제어부(10)는 투과유닛(8)에 대하여 투과관찰의 지시를 보낸다. 그러면 투과유닛(8)은 투과용 광원(81)을 점등시키고, 그 투과용의 조명광을 콘덴서렌즈(82)를 통하여 표본인 피검사기판(103)에 조명한다.

이와 같은 투과현미경에서는 투과용의 조명광이 콘덴서렌즈(82)를 통하여 표본에 조명되고, 이 표본으로부터의 빛이 대물렌즈(20)로부터 명시야큐브를 통하여 접안경통(6) 및 CCD카메라(4)에 입사한다. 이에 따라 조작자는 접안경통(6)을 통하여 육안으로 표본을 투과관찰할 수 있는 동시에, 그것과 동일한 화상을 모니터텔레비젼(5)에 표시시켜서 표본의 투과상의 확대화상을 관찰할 수 있다.

본 제 2 실시형태에 따르면, 상기 제 1 실시형태의 구성에 투과유닛(8)을 추가했기 때문에 상기 제 1 실시형태의 효과에 덧붙여서 현미경유닛을 투과현미경으 로서 기능시킬 수 있다.

또한 본 발명은 상기 각 실시형태만에 한정되지 않고 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 소망의 장소에 착탈 자유롭게 하는 것으로 범용성을 갖고, 또 검경 방식의 변경을 자동으로 실시할 수 있는 현미경유닛을 제공할 수 있다.

Claims

명시야관찰법, 암시야관찰법, 편광관찰법 및 미분간섭관찰법의 복수의 다른 검경 방식으로, 선택적으로 전환가능한 편광자 삽입이탈부, 명시야/암시야 전환부, 노말스키(Nomarsky) 조정부 및 검광자 삽입이탈부를 포함하는 광학유닛과,

적어도 1개의 대물렌즈를 장착한 대물렌즈용 교환기와,

상기 대물렌즈용 교환기를 광축방향으로 이동시켜서 광축상에 선택적으로 삽입된 상기 대물렌즈의 초점을 맞추는 초점 맞춤 기구와,

상기 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤 기구, 및 이들에 구비된 전동 액튜에이터를 일체로 조합하는 1개의 현미경 경통과,

상기 현미경 경통에 설치되고 검사장치의 지지부에 대해서 착탈 가능한 부착부를 구비한 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 광학유닛은 ND필터를 구비한 ND필터조정부, 개구조리개를 구비한 개구조리개 조정부, 및 시야조리개를 구비한 시야조리개 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 현미경 경통은 상기 광학유닛, 상기 대물렌즈용 교환기, 상기 초점 맞춤 기구에 설치된 각각의 전동 액튜에이터를 제어하는 제어부를 일체로 구비한 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 제어부는 조작부로부터 지시된 검경 방식에 따라서 상기 광학유닛의 각각의 전동 액튜에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 현미경 경통은 상기 대물렌즈용 교환기에 장착된 미크로관찰용의 대물렌즈의 광축에 대하여 평행을 이루고, 또한 거리를 두고 배치된 매크로관찰용의 대물렌즈의 광축을 가지며, 미크로관찰의 광로와 해당 미크로관찰의 광로로부터 분할된 매크로관찰의 광로의 한쪽을 선택적으로 차단하는 전동가능한 셔터전환부를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 초점 맞춤 기구는 상기 대물렌즈용 교환기에 장착된 미크로관찰용의 대물렌즈와 매크로관찰용의 대물렌즈를 각각 미크로관찰의 광축방향과 매크로관찰의 광축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 초점 맞춤 기구는,

상기 제어부에 의한 상기 전동 액튜에이터의 구동에 의해 회전하는 볼나사와,

상기 볼나사의 회전에 의해 이동하는 직선 구동부재와,

상기 직선 구동부재의 이동에 의해 회전운동하는 링크부재와,

상기 링크부재의 회전운동에 의해 상하방향으로 이동하는 초점 맞춤 슬라이더를 구비한 것을 특징으로 하는 현미경유닛.
제 5 항에 있어서,

상기 셔터전환부는,

전동 액튜에이터와,

각각이 투과구멍을 갖는 2개의 차폐판에 의해 L자형상으로 형성된 셔터와,

상기 셔터를 그 긴쪽방향으로 안내하는 안내부재를 구비하고,

상기 제어부에 의한 상기 전동 액튜에이터의 구동제어에 의해 상기 셔터가 상기 안내부재를 따라 이동함으로써, 미크로관찰의 광로와 매크로관찰의 광로의 한쪽을 선택적으로 차폐하는 것을 특징으로 하는 현미경유닛.